二、虚拟技术的应用
1.虚拟场景设计
虚拟演播室技术中至关重要的一项就是场景的设计与制作。虚拟场景通常可用3DMAX、SOFTIMAGE、MAYA等三维软件制作，首先应作总体构思，比如场景的大小与色调、虚拟物体的位置、演员的活动路径、确定遮挡图像的结构等等。其次在三维软件环境中调整坐标度量单位使之与实际使用相符，接着在三维软件的坐标系中画出与实际演播室尺寸相应的虚拟演播室和网格示意图，以虚拟网格的左下角作为整个场景的原点且与三维软件的坐标系的原点重合（实际演播室也将真实网格的左下角作为整个演播室的坐标原点）。然后在虚拟演播室和网格示意图中，按照构思画上虚拟物体与布景，选定插入电视墙的位置画上边框、赋上材质、纹理、贴图、设置灯光（注意与实际灯光效果配合）、调整三台虚拟摄像机的位置和视角等参数，待获得满意的结果后生成三幅虚拟场景和相应的遮挡图像。虽然虚拟场景可以设计得无限大，利用小演播室拍出大场面，但是要注意演员的活动范围只能在虚拟场景中的虚拟演播室示意图内，对于虚拟演播室示意图外的广大区域可望不可即。所以在设计虚拟场景时，虚拟演播室示意图在整个虚拟场景中的位置相当重要，它决定了演员在虚拟场景中的活动范围。在有条件的情况下真实演播室还是建得大一些好，可给演员留下足够的活动空间和演员不至于太接近蓝幕而受到蓝色反光。
虚拟场景的制作是在计算机上完成的。其设计的特点是充满了灵活性和自由性，能从不同的视角生成场景以满足制作的整体要求，可以让主持人置身于一个足球场，甚至是一颗行星大小的场景内。场景的建立完全可以按照编导的想象，房间的桌子、椅子、广场大楼、人体各器官的模型、山河峡谷等等。
在实际节目制作中先将虚拟场景制作过程中的一些参数如摄像机位置坐标、视角、插入电视墙位置坐标、网格的位置大小数据、虚拟场景图像分辨率等输入图形计算机，且将真实摄像机按原设计的位置在演播室放好，供虚拟设备做好初始化设置，将实际物体按比例尺进行建模；给虚拟物体赋予彩色纹理或其他属性（反射或透明），对虚拟的场景进行灯光设计并且用纹理来描绘或生成，根据节目的内容，生成景物的纹理，颜色和其他属性连续变化的运动图像，以获得原设计虚拟场景的透视效果。在拍摄时也可以放上真实的道具，但要注意真实道具与演员在做遮挡时会同时被前景遮挡，引起穿帮。在拍摄有虚拟桌子的虚拟场景时，为了使演员的手能搁在桌面上，还得制作相应大小的蓝色桌子。其次须注意实际灯光与虚拟场景的配合，虚拟场景的色调不要太亮丽，演员最好避免穿黑色、太浅色衣服，不然会增加抠像的难度。复杂场景计算机快速切换较难，所以背景素材要适当地存贮，需要时调用，尤其是日常重复性的，具有相同格式和场景的节目。导演会提出各种各样的想法，只要掌握虚拟演播室有关的基本技能，用计算机创作生成场景的设计师具备专业技能，熟悉计算机，编导、灯光师、演播室技术人员精诚合作，就能创造出非凡想象力的画面。
中央电视台体育频道在2010年南非世界杯的《豪门盛宴》中，在节目现场展示了虚拟技术合成的南非世界杯各个球场，主持人手一挥，世界杯各个球场的虚拟动画就在身前转动，随着镜头的变化产生视角和纵深的变化，极大地增强了现场感和解说的生动性。
《豪门盛宴》的虚拟球场效果是通过虚拟演播室软件结合摄像机摇臂位置运动追踪技术实现的，而非传统的标志物识别追踪方式。这种技术是增强现实（Augmented Reality）技术，传统的虚拟现实（Virtual Reality）只能够制作出虚拟的，与现实无关联。而增强现实，则是虚拟现实与现场实景的结合，能够让虚拟场景与现实产生互动。整个的制作系统硬件部分是傲威（Orod）的虚拟系统，软件部分是制作的内容，如南非世界杯十大球场、球员等等。通过摄像机捕捉现实场景的某一部分，再将制作的内容融合在现实场景中。
那些在“演播现场”的观众，是不能直接看到虚拟球场等画面的。这些画面都是通过后期合成的，利用傲威系统强大的运算功能，从前期制作的素材库中，选取随镜头运动所需要的画面实时合成的。不过在演播现场有一个大屏幕，供现场观众实时看到虚拟的球场等场景。
2.虚拟广告
虚拟制作是电脑技术与电视技术高度结合的产物，主要应用于虚拟广告的制作。CCTV对于虚拟广告系统IMadGINE的应用早在1998年珠海航空博览会中就采用了，当时是由以色列工作人员进行操作。2000年5月7日中央电视台在对足协杯开幕比赛的转播中，首次由自己的工作人员进行虚拟现场制作。在2000年的奥运报道中，中央电视台采用了傲威的虚拟广告系统IMadGINE，成功地实现了虚拟广告制作播出，在悉尼奥运会的转播中由以色列专家同中央电视台工作人员合作，在世界上首次采用传感器数据场逆程插入后，通过卫星传送插入场逆程数据的视频信号，在中央电视台五套播出机房内实现虚拟广告叠加，应用于包括游泳、田径等项赛事中，可以完成现场队员介绍、重点队员指示、世界纪录跟踪等工作。
虚拟制作和虚拟演播室是有区别的。虚拟制作技术是在虚拟演播室技术基础上研制开发的，两者具有不同的概念。
虚拟演播室的原理：演员在一间蓝色背景的演播室里现场演出，带传感器的摄像机把演员（前景）拍摄下来，经过延迟以保证视、音频同步，同时将信号传给计算机。计算机生成对应角度、景深的虚拟场景，最后把所有信号通过深度键（Distance Key或称Z轴键）进行合成。
虚拟制作和虚拟演播室系统的配置差不多，主要包括主机平台、彩色键控器、摄像机轨迹跟踪器及其他设备：灯光架、灯光、三脚架或基座，摄像机、指定的摄像镜头，视频延迟线，视频信号源，音频延迟，音频回放系统，切换台，线缆，三维建模软件和绘图软件，系统操作软件。
虚拟广告系统IMadGINE（Orad）是利用从镜头、机头及云台传感器收集的数据，通过工作站的运算处理，把图形叠加到视频图像的相应区域。该系统使用前需要操作人员做大量的准备工作。在播出之前，必须对镜头、场地和图形文件进行相应的操作。主要步骤有：镜头校准，利用镜头校准标准卡和一系列过程，每一个镜头需要在其工作场地进行校准；创建图形文件，所有图形文件必须事先准备好，并且转换成相应的格式；创建播出文件，播出文件指定了图形文件的存储位置，说明每个目标的相应图形；定义目标，使用setup命令限定目标的范围；当所有准备工作做完之后，就可以把图形实时地运用到播出中。
傲威 的IMadGINE系统是能替换及插入篮球、足球、冰球、赛马等护栏广告牌的虚拟广告系统，具有多种独特的功能。它可以处理摄像机的快速运动，而且广告牌不会被运动物体及其他物体遮挡，并能在各种天气下工作。傲威的CyberSports系统能在直播中加入基于以往比赛结果生成的动画特技，使画面更富有冲击力和感染力。往届赛事信息，包括位置和速度等经分析和处理后，以动画图像形式呈现在画面上。
虚拟演播室可适合制作的节目有：电视新闻直播、电视新闻录播，专题报道、天气预报、体育报道、比赛结果分析等多种节目。
虚拟制作最适合现场直播的视频插入。英超、意甲联赛中电视转播画面上叠加虚拟广告，当球员在底线附近活动时，球场底线的位置（大门两侧）会出现虚拟广告牌。整个球场草坪在开幕式或中场休息时，会出现虚拟广告（赞助商的商标等）。游泳比赛转播中，游泳池的底部也有虚拟广告的叠加，具有使用便捷，不占用实际播出时间，又能满足广告客户的需求等优点。
使用虚拟广告插入可以实时控制信息及播放表，在播放前最后一分钟也能方便地改动内容，包括在线购买加时赛广告位置；而且可以实现多个商标或公司共享同一广告位置，充分地利用现实中无法使用的位置插入广告：如海洋、雪地或高空；甚至能解决原本受地域限制的广告方案，如烟酒广告。这都是无须在体育场上安放参照物或加入定位标记的。观众在观看比赛转播时，不易分辨出所看到的显示信息是电视台插入的还是比赛场中固定的广告牌。
虚拟制作是建立在高速图形计算机和视频色键基础上发展起来的高新制作和演播室技术，虚拟制作对电视节目制作人员提出了新的要求和挑战。
专业术语
虚拟广告 虚拟制作 虚拟场景 虚拟现实 遮挡图像 增强现实
延伸学习
分析虚拟演播室技术制作与虚拟演播室软件制作的不同及特点。
思考与复习
1.简述虚拟演播室技术的优缺点。
2.分析典型的虚拟演播室节目案例。
3.举例说明虚拟技术在电视节目中的应用。
4.电视节目创作中如何把握虚拟与现实的结合？
实践设计
策划创作虚拟场景与现实场景相结合的电视节目。
